等离子弧焊接

摘要： 提高电弧穿透能力是等离子弧焊接领域的重要课题.自主设计并搭建了金属粉末再压缩等离子弧焊接新工艺试验平台,采集焊接过程电信号、视觉信号、弧光光谱信号等,并从焊缝成形、电弧电压、熔融金属过渡、弧光光谱等方面对金属粉末再压缩等离子弧焊接过程进行了初步的研究.在相同焊接电流195 A条件下,与常规等离子弧焊接工艺相比,金属粉末再压缩等离子弧焊接焊缝熔深增加1.29 mm、熔宽减少1.65 mm、电弧电压升高0.63 V.在波长为230～270 nm范围内,与常规等离子弧焊接相比,金属粉末再压缩等离子弧焊接中Fe和Cr元素的特征谱线明显增多.结果表明,在相同电流条件下,与常规等离子弧焊接相比,金属粉末再压缩等离子弧焊接电弧穿透能力增强.

摘要： 受环境及人为的不同程度影响,焊缝部分极易出现气孔、裂纹、烧穿等缺陷,提出汽车超高强钢等离子弧焊接裂纹自动识别研究。通过USB数字传输方式,获取焊接图像传输速度与抗干扰能力,选择滤波器解决噪声问题,获取图像整体轮廓数据,采用灰度直方图清晰呈现焊接图像全局灰度密布状况。为了预防识别时出现过度拟合状况,基于relu激励函数衡量识别误差,完成焊缝视觉图像缺陷位置的准确识别。实验结果表明,可剔除较小SNR绝对值特征参数,提高系统在线识别速度,在不同裂缝程度下,特征值标准方差值呈现不同状态,峰值出现差异,第一处裂缝出现处,特征值标准方差阈值的峰值为369.02%,第二处裂缝识别处峰值为11.15%。

摘要： 受环境及人为的不同程度影响,焊缝部分极易出现气孔、裂纹、烧穿等缺陷,提出汽车超高强钢等离子弧焊接裂纹自动识别研究.通过USB数字传输方式,获取焊接图像传输速度与抗干扰能力,选择滤波器解决噪声问题,获取图像整体轮廓数据,采用灰度直方图清晰呈现焊接图像全局灰度密布状况.为了预防识别时出现过度拟合状况,基于relu激励函数衡量识别误差,完成焊缝视觉图像缺陷位置的准确识别.实验结果表明,可剔除较小SNR绝对值特征参数,提高系统在线识别速度,在不同裂缝程度下,特征值标准方差值呈现不同状态,峰值出现差异,第一处裂缝出现处,特征值标准方差阈值的峰值为369.02％,第二处裂缝识别处峰值为11.15％.

摘要： 采用微束等离子弧焊接方式对开槽TC4薄板进行了堆焊试验,以模拟TC4薄壁零件遭受刮削损伤时的焊接修复过程.分析研究了等离子弧焊接工艺参数对堆焊接头成形的影响,时最优工艺焊接的接头进行系列的性能测试.试验结果表明,送丝速度一定时,焊接电流越大,堆焊接头熔合区的高度越低,熔合区下垂部分越大;焊接电流一定时,送丝速度越大,则熔合区高度越高;大焊接电流下,送丝速度越大,则接头的熔合区越宽,热影响区也越宽,而小焊接电流下,随着送丝速度的提高,熔合区宽度变化较小,热影响区变窄.优化工艺后的焊接接头相对于母材抗拉强度更高,塑性稍差.焊缝缺口拉伸试样的断口在熔合区,断裂方式为准解理断裂.

摘要： 电弧等离子体行为对焊接接头组织结构和性能具有决定性作用,开展气流再压缩等离子弧特性研究对于指导先进材料的气流再压缩等离子弧焊接工艺和提高焊接接头质量具有重要意义.针对气流再压缩等离子弧焊接新工艺,基于流体动力学和电磁理论,建立气流再压缩等离子弧数值分析模型,采用ANYSYS Fluent软件,通过C语言进行二次开发,定量计算等离子弧温度分布、流场分布、电势分布,分析压缩气对等离子弧温度场、流场、电弧电压的影响规律.模拟结果表明,压缩气对喷嘴内的等离子弧温度分布基本没有影响,压缩气对喷嘴外的等离子弧具有拘束压缩作用;压缩气对等离子弧流场分布基本没有影响;压缩气能够提高电弧电压.相同电流条件下,与常规等离子弧焊接相比,气流再压缩等离子弧焊接电弧穿透能力有望提高.

摘要： 介绍等离子弧焊接(PAW)的特点,从焊前准备、奥氏体不锈钢等离子弧焊的主要工艺参数等方面分析奥氏体不锈钢等离子弧焊的工艺要求,论述PAW在奥氏体不锈钢压力容器焊接应用的技术措施.结果表明,等离子弧焊接是奥氏体不锈钢一种高效、低成本和质量稳定可靠的焊接方法.

摘要： 随着社会经济和科技的不断发展,有色金属逐渐融入各行业,特别是国防、航空、航天及核能等领域.有色金属的广泛应用决定了焊接技术的进步,要求其必须适应有色金属工作的特殊环境,要防止因焊接导致的金属结构强度降低、焊缝偏析等问题.等离子弧焊接是目前有色金属应用广泛的焊接技术,可有效提升有色金属焊接质量.

摘要： 采用交流等离子焊接方法,使用焊材ER5356对8 mm 5052铝合金进行了等离子弧立向上焊接试验.通过合理的设计焊接工艺和严格控制焊接关键因素,解决了5052铝合金焊接性的问题.结果表明,交流等离子弧焊接方法适用于5052铝合金的焊接,根据标准对焊接接头进行力学性能检测、X射线检测与焊接接头金相分析.结果表明,焊接接头弯曲和拉伸性能符合检测标准要求,冲击吸收能量在15°C条件下均大于19 J;焊缝无气孔、夹渣等缺陷,焊缝中组织基体为α(Al)固溶体.

摘要： 等离子弧焊接过程数值模拟是研究等离子弧焊接机理和优化等离子弧焊接工艺参数的重要手段.以对小孔的处理方式作为分类依据,从未直接考虑小孔的PAW数理模型、假定小孔形状的PAW数理模型、计算追踪小孔边界的PAW数理模型、追踪小孔并直接考虑小孔作用的PAW数理模型四个方面综述了国内外等离子弧焊接过程数值模拟的研究进展.

摘要： 本文建立了等离子弧焊接熔池相变传热与流动的三维数理模型，特别提出耦合小孔变化的组合式热源模型，上部采用椭球热源，下部圆锥体热源随小孔深度变化。应用体积流函数（VOF）方法追踪小孔界面的动态演变，并将小孔深度作为热源参数，实现小孔与热源模型的动态耦合。数值模拟获得了焊接熔池温度场、流场以及小孔的演变过程，对比实验穿孔时间和焊件底部穿孔形状，验证了本文数学模型和提出的耦合小孔深度变化的热源模型的正确性。

摘要： 基于level set 方法追踪小孔界面,建立了定点等离子弧焊接三维瞬态数学模型.模拟了定点等离子弧焊接传热,熔池流体流动和小孔的演变过程,计算出穿孔时间,得到小孔的三维形貌,开展了定点等离子弧焊接试验.通过比较模拟结果和实验结果,计算得到的熔合线走向与实际的熔合线走向基本吻合.

摘要： 受控脉冲穿孔等离子弧焊接(PAW)过程中，小孔形状随焊接电流动态变化，经历“形成-长大-缩小-闭合”的周期性瞬时变化过程。对小孔动态变化过程进行数值分析，将为深入理解工艺过程机理和工艺参数优化提供基础数据。本文在对受控脉冲PAW焊接瞬态温度场进行数值模拟的基础上，通过分析焊接熔池表面的受力状态，建立了小孔形状的模型，考虑了盲孔(小孔深度小于工件厚度)和穿透小孔两类情况。对焊接熔池内三维小孔在一个脉冲周期内的瞬态变化过程进行了数值计算。进行了受控脉冲PAW焊接工艺试验，验证了穿孔持续时间的数值分析结果。

摘要： 等离子弧焊接熔池穿孔过程及其动态行为对焊接质量有决定性影响。本文从宏观的焊接传热过程出发，建立恰当的组合式体积热源分布模式，确定了等离子弧焊接温度场和熔池形状。在此基础上，构建等离子弧和熔池纵截面的流速分布函数，采用Level-Set 法描述穿孔等离子弧焊小孔界面的动态演变过程，探讨了6 mm 厚度不锈钢板等离子弧焊接小孔形状与尺寸随时间变化的规律。开展了等离子弧焊接工艺实验，通过测试穿孔时的等离子弧尾焰电压信号，确定熔池的穿孔时刻，对数值分析结果进行了验证。

摘要： 在稳定的穿孔型等离子弧焊接过程中，引导弧与转移弧同时存在，并可以分为喷嘴内和喷嘴外两部分电弧。喷嘴内的电弧在机械压缩和热收缩的作用下，其电弧长度、电流密度及钨极与喷嘴之间的电压(U1)均基本保持不变；喷嘴外的电弧以大约5度的发散角发散，具有一定自由电弧的特性，其电弧电压即喷嘴与工件之间的电压(U2)。U2随电弧长度的增大而增大，而在焊枪高度不变的情况下，该电弧长度又主要取决于熔池熔深和小孔尺寸的的大小。设计了喷嘴电压信号采集系统，实时检测等离子弧焊接过程中熔池熔深发生突变时所对应的喷嘴到工件之间的电压信号等。焊接实验表明，喷嘴电压的幅值随着熔池熔深的增大而增大。针对中厚板的穿孔型等离子弧焊，该检测技术可以为精密熔透的自动控制提供反馈信息。

摘要： 根据小孔等离子弧焊接的技术特点,建立了小孔等离子弧焊接热场分析的热源模型.数值模拟结果表明,一般的双椭球体热源和三维锥体热源不能准确描述了小孔等离子弧焊接热过程.提出了改进型三维锥体热源模型,可以较准确的计算焊缝的正面和背面熔宽,但熔合线走向的计算精度较低.基于小孔和熔池行为的理论分析,建立充分考虑小孔形态的热源模型,计算出的小孔等离子弧焊缝形状与实验结果吻合良好.

摘要： K-PAW焊接时形成具有“倒喇叭”状的焊缝，根据K-PAW的焊缝形状特点和热流沿工件板厚方向分布的特点，确立了小孔等离子弧焊接过程热源作用模式为组合式体积热源，通过比较多种热源组合模式，找出了适合于K-PAW焊接的组合式体积热源作用模式，即，沿板厚方向，工件的上部采用双椭球体热源，下部为中心轴热流峰值线性递增的圆柱体热源．将“双椭球体+峰值递增圆柱体”组合式热源应用于SYSWELD软件与K-PAW焊接热过程的有限元分析模型，计算了6mm厚不锈钢板K-PAW焊接温度场以及焊缝形状尺寸，计算与实验结果吻合良好。同时讨论了能量分配系数X1和X2，的选取及热源作用高度参数H1和H的选取对温度场的影响，热源参数选择不合适，会导致一个热源的作用淹没另一个热源的作用。

摘要： 本文介绍了近年来发展的若干新的焊接技术,包括电子束焊接、活性化焊接、熔化极等离子弧焊接,以及熔池谐振熔透控制、随焊冲击碾压法控制应力变形防止热裂纹等.

摘要： 建立了铝合金VPPA-MIG复合焊接试验系统,研究其工艺稳定性.分析VPPA-MIG复合焊接焊缝成形机理,研究VPPA正反极性电流幅值、正反极性电流时间比、MIG电流、焊炬高度等工艺参数对焊缝成形的影响.反极性电流幅值和时间的增加使焊缝熔深有所减小,正极性电流幅值的增加使熔深、熔宽有所增加,MIG电流幅值的增加使熔深、熔宽明显增加,焊炬高度增加使熔深略有增加,熔宽基本不变.采用VPPA-MIG复合焊接技术实现11mm厚度7A52铝合金材料对焊连接,实现单面焊双面成形,获得良好的焊缝质量.

摘要： 建立了铝合金VPPA-MIG复合焊接试验系统,研究其工艺稳定性.分析VPPA-MIG复合焊接焊缝成形机理,研究VPPA正反极性电流幅值、正反极性电流时间比、MIG电流、焊炬高度等工艺参数对焊缝成形的影响.反极性电流幅值和时间的增加使焊缝熔深有所减小,正极性电流幅值的增加使熔深、熔宽有所增加,MIG电流幅值的增加使熔深、熔宽明显增加,焊炬高度增加使熔深略有增加,熔宽基本不变.采用VPPA-MIG复合焊接技术实现11mm厚度7A52铝合金材料对焊连接,实现单面焊双面成形,获得良好的焊缝质量.

摘要： 本发明涉及一种铝合金变极性等离子弧穿孔焊接起收弧质量控制方法及系统，(1)在焊枪钨极与喷嘴之间建立维弧，待电弧稳定后调整焊枪喷嘴与工件之间的距离至3‑5mm，然后在焊枪与薄板工件建立主弧；(2)第一段，主弧建立；(3)第二段，焊接电流逐渐增大到正常工作段电流的50％‑80％，并且焊枪行走速度逐渐增快；(4)第三段，当焊枪行走至30‑50mm后，焊接熔池正面熔宽逐渐长大到穿孔时熔宽6‑12mm时，离子气流量从初始值1‑2L/min增加到3‑5L/min。本发明通过匹配电流波形上升曲线、焊枪行走速度和送丝的参数，焊接过程逐渐预热形成穿孔熔池，有效提高焊缝起收弧的一次合格率，降低操作难度。

摘要： 本发明涉及一种铝合金变极性等离子弧穿孔焊接起收弧质量控制方法及系统，(1)在焊枪钨极与喷嘴之间建立维弧，待电弧稳定后调整焊枪喷嘴与工件之间的距离至3‑5mm，然后在焊枪与薄板工件建立主弧；(2)第一段，主弧建立；(3)第二段，焊接电流逐渐增大到正常工作段电流的50％‑80％，并且焊枪行走速度逐渐增快；(4)第三段，当焊枪行走至30‑50mm后，焊接熔池正面熔宽逐渐长大到穿孔时熔宽6‑12mm时，离子气流量从初始值1‑2L/min增加到3‑5L/min。本发明通过匹配电流波形上升曲线、焊枪行走速度和送丝的参数，焊接过程逐渐预热形成穿孔熔池，有效提高焊缝起收弧的一次合格率，降低操作难度。

摘要： 等离子弧焊接中所使用的等离子焊炬(1)包括：棒状的电极(10)；包围该电极(10)而设置且喷出等离子气体的圆筒形状的第1喷嘴(11)；以及包围该第1喷嘴(11)而设置且喷出保护气体的圆筒形状的第2喷嘴(12)。第2喷嘴(12)的第2喷出口(121)向着在相对于电极(10)的轴方向而大致平行的方向或者离开电极(10)的方向，在第1喷嘴(11)的外周面或者第2喷嘴(12)的内周面上，形成相对于电极(10)的轴方向而倾斜的多个沟部。

摘要： 一种激光+等离子弧+TIG弧联合焊接方法。不锈钢中薄板焊接时，在不填充焊材条件下，经常采用不开坡口对接形式的等离子弧焊接方式，这种焊接方式焊接速度慢，背面熔透不够稳定，所能焊接的板厚也受限制。本发明其组成包括激光束（1）、等离子弧（2）、TIG电弧（3），采用联合的焊接方式对不锈钢中薄板不开坡口进行对接，焊接时三者运动速度相同，相对位置不发生变化；所述的激光束在前，所述的等离子弧在中间，所述的TIG电弧在后；焊接过程中所述的激光束与所述的等离子弧作用于同一个熔池，目的是提高焊接速度的同时保证接头背面良好熔透；TIG电弧在后，在保证焊缝纯净度的同时得到成形美观焊缝。本发明用于激光+等离子弧+TIG弧联合焊接方法。

摘要： 等离子弧焊接中所使用的等离子焊炬(1)包括：棒状的电极(10)；包围该电极(10)而设置且喷出等离子气体的圆筒形状的第1喷嘴(11)；以及包围该第1喷嘴(11)而设置且喷出保护气体的圆筒形状的第2喷嘴(12)。第2喷嘴(12)的第2喷出口(121)向着在相对于电极(10)的轴方向而大致平行的方向或者离开电极(10)的方向，在第1喷嘴(11)的外周面或者第2喷嘴(12)的内周面上，形成相对于电极(10)的轴方向而倾斜的多个沟部。

摘要： 一种激光+等离子弧+TIG弧联合焊接方法。不锈钢中薄板焊接时，在不填充焊材条件下，经常采用不开坡口对接形式的等离子弧焊接方式，这种焊接方式焊接速度慢，背面熔透不够稳定，所能焊接的板厚也受限制。本发明其组成包括激光束（1）、等离子弧（2）、TIG电弧（3），采用联合的焊接方式对不锈钢中薄板不开坡口进行对接，焊接时三者运动速度相同，相对位置不发生变化；所述的激光束在前，所述的等离子弧在中间，所述的TIG电弧在后；焊接过程中所述的激光束与所述的等离子弧作用于同一个熔池，目的是提高焊接速度的同时保证接头背面良好熔透；TIG电弧在后，在保证焊缝纯净度的同时得到成形美观焊缝。本发明用于激光+等离子弧+TIG弧联合焊接方法。

摘要： 本发明属焊接领域，解决了变极性等离子弧焊接时因维弧的存在而造成由正极性变反极性时产生双弧的问题。本电路特征在于，选用大功率IGBT作为二次逆变获得变极性电流输出的开关管T1和T2，驱动信号由单片机给出；焊枪的主弧开关一端接+15V电；当开通主弧焊枪时将+15V电接到延时继电器J；K为延时继电器J的常闭触点，它的一端接+15V，另一端接MOSFET管的栅极；MOSFET管串接在维弧电源主回路上；当开通主弧开关时将+15V电接到延时继电器J，于是延时继电器按设定的时间动作，常闭触点K断开；当常闭触点K断开后，MOSFET管失去驱动信号而关断，即维弧电源主回路断开。该电路主要用于航空航天用厚板铝合金单面焊双面成形技术，结构简单、可靠性好和抗偏磁能力强。

摘要： 本发明公开了一种熔透力强焊接速度快的高效等离子弧焊接装置，包括工作台、滚珠丝杠和焊枪，所述工作台的顶部固定安装有固定台，所述固定台的内部通过固定架活动卡接有卡环，所述卡环的外环面和内环面分别固定套接有被动齿轮和固定环，所述固定台的内部还包括有电机，所述电机的输出轴固定连接有主动齿轮，所述固定环内环面的顶部固定连通有连接筒。本发明通过固定架将被动齿轮和卡环卡接起来并形成支撑体系，在被动齿轮被主动齿轮和电机带动转动时，带动连接筒和焊枪进行等角度的转动，焊枪在工作状态对轴类工件进行稳定地圆周焊接，通过使工件静止、焊枪运动形成了稳定的焊接环境，增强了焊接效果。

摘要： 本发明涉及一种双相不锈钢件气流再压缩等离子弧焊接装置及焊接工艺，所述焊机装置包括包括气流再压缩等离子弧焊机、气流再压缩等离子弧焊枪；所述气流再压缩等离子弧焊枪包括上腔体、下腔体、压缩气通道、离子气气体通道、保护气通道，所述压缩气体位于所述离子气体外侧，以通过压缩气体来要说等离子弧；按照“压缩气流量＝(焊后要达到的焊缝奥氏体含量‑a)/b”来选取压缩气流量，其中a和b均为常数，a的范围为22％‑28％，b的范围为1.7‑1.9，解决了现有技术中焊接接头中铁素体含量提高、两相比例失衡、焊接接头的使用性能下降的技术问题。

摘要： 本实用新型属焊接领域，解决了变极性等离子弧焊接时因维弧的存在而造成由正极性变反极性时产生双弧的问题。本电路选用大功率IGBT作为二次逆变获得变极性电流输出的开关管T1和T2，驱动信号由单片机给出；焊枪的主弧开关一端接+15V电；当开通主弧焊枪时将+15V电接到延时继电器J；K为延时继电器J的常闭触点，它的一端接+15V，另一端接MOSFET管的栅极；MOSFET管串接在维弧电源主回路上。该电路主要用于航空航天用厚板铝合金单面焊双面成形技术，结构简单、可靠性好和抗偏磁能力强。